Metamason：為睡眠呼吸暫停患者改革3D打印定制CPAP面具

南極熊3D打印網(wǎng)報道

    每個人都總認(rèn)識些睡覺會打鼾的人：睡眠呼吸暫停影響著相當(dāng)比例的人口——大約1/4的男性和1/9的女性。如果放著不管，這有可能會損害伴侶之間的關(guān)系，導(dǎo)致抑郁和慢性疲勞，還有可能會造成糖尿病的發(fā)病、危險的心臟疾病等等。這些容易造成一天抽一包煙的吸煙者更高的死亡率。CPAP治療已經(jīng)被顯示為對這種情況最有效的長期治療方法，然而其舒適和美觀問題卻導(dǎo)致了這種方法在眾多治療方法當(dāng)中最高的流失率之一。
    據(jù)南極熊3D打印網(wǎng)了解，Metamason是一家在帕薩迪納市（美國加州）3D打印創(chuàng)業(yè)公司。Metamason相信很多醫(yī)療產(chǎn)品都可以通過專門為病人定制顯著地提高效果。現(xiàn)在Metamason正在研究為睡眠呼吸暫�；颊叨ㄖ频腃RAP（持續(xù)正壓通氣）面具，使用3D掃描、智能幾何、3D打印。他們稱這種技術(shù)為“Scan Fit Print”。Metamason的旗艦線包含Respere Secure™ CPAP面具和Respere Freedom™ CPAP適配器，適用于阻塞性睡眠呼吸暫停（OSA）患者。

    “我們自己就認(rèn)識一些困擾于睡眠呼吸暫停，使用CPAP治療的人（其中就包括我們團隊的一些成員），很快就發(fā)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計可以產(chǎn)生出完全可定制的產(chǎn)品的機會�！盡etamason的創(chuàng)始人兼CEO，Leslie Oliver Karpa說，“那就是我們成立Metamason的原因，為了讓這個想法變成現(xiàn)實�！边@家公司剛剛完善了他們的原型制造過程，現(xiàn)在正準(zhǔn)備開始監(jiān)管過程了，然后不久后再開始臨床試驗�，F(xiàn)在他們正在籌款通過美國食品和藥物管理局的510(k)過程，這大概會在明年中期完成。
    Metamason團隊的成員主要是來自美國藝術(shù)中心設(shè)計學(xué)院的工業(yè)設(shè)計師，他們分別是Leslie Oliver Karpas、Matthew Schreiber和Ryan Oenning，還有來自斯坦福睡眠中心的睡眠技術(shù)專家Oscar Carrillo，來自杭廷頓醫(yī)院睡眠障礙中心的主任Ashish Patel博士。

    以下是Leslie Oliver Karpas和3ders.org關(guān)于他們的公司和技術(shù)的一個訪談。

Leslie Oliver Karpas，創(chuàng)始人兼CEO

    3ders.org：你可以告訴我們有關(guān)你的背景嗎？
    Karpas：我的職業(yè)生涯開始于建筑學(xué)，讓我在2000年的時候在圣路易斯的華盛頓大學(xué)遇到了我的第一臺3D打印機。后來，我當(dāng)上了Performance Structures股份有限公司機械設(shè)計師為特納獎勝利藝術(shù)家Anish Kapoor工作，并在多個大型現(xiàn)代藝術(shù)作品中進行合作，每一個都需要全新的制造和組合過程，包括定制大型C&C機器人的定制創(chuàng)作，以及機械工具、染料、工具和夾具。有一段時間，我還在互動全息術(shù)公司zSpace的UX & ID團隊中工作過一段時間。在決定創(chuàng)立Metamason的時候，我是帕薩迪納市藝術(shù)中心設(shè)計學(xué)院的研究生。Metamason最初是由“The Design Accelerator”投資，是藝術(shù)中心和加州理工學(xué)院的合作伙伴。

    3ders.org：市場上目前有類似的產(chǎn)品嗎？Respere怎么和其他的產(chǎn)品區(qū)分呢？
    Karpas：市場上主要的CPAP面具公司目前還沒有使用定制或一次性的方式的。而在過去唯一的嘗試也是笨重而且昂貴的。雖然一些市場領(lǐng)先者在面具制造中已經(jīng)取得了巨大的進步，可以制造出更輕盈的面具，而且減少了面具與臉部的接觸面。但是這些產(chǎn)品在舒適和泄漏上仍然有一定的問題。每一個人的臉都是不同的，如果你想將同樣的幾何結(jié)構(gòu)應(yīng)用向每一個人，你有一些內(nèi)在的問題需要解決（例如保角幾何）。3D打印讓每一個CPAP 、治療都可以根據(jù)獨立需求進行定制。此外，傳統(tǒng)的面具設(shè)計典型地都是笨重的，而且正面有一個不好看的導(dǎo)管（被那些不開心的病人認(rèn)為是“象鼻”），這限制了病人在床上的自由，而且設(shè)計不吸引、過于引人注目。
    Metamason的Respere Freedom配件優(yōu)化了CPAP氣流，通過使氣流沿著臉部的兩側(cè)流動，然后再繞著頭部。我們的設(shè)計使用的不是單一的硬管，而是采用了一種獨特的方式分配氣流，用了“NIKE AIR”風(fēng)格的軟管捆綁增壓結(jié)構(gòu)。這種增壓結(jié)構(gòu)使面具可以使用較淺的管道，這樣就可以根據(jù)顴骨和臉襯墊。這樣做管道就可以離開病人的身體，病人就不需要受到面具的糾纏和懸臂對臉的困擾。此外，氣流會從床的頂部小心地流出。

    3ders.org：你可以解釋更詳細地Scan Fit Print嗎？
    Karpas：我們的專有Scan•Fit•Print使用3D掃描、專利的參數(shù)化設(shè)計算法，以及按需的3D打印，創(chuàng)造出獨立定制的人類工程學(xué)產(chǎn)品，可以完美地適合每一個病人。

    SCAN（掃描）：聚集病人臉部的3D掃描數(shù)據(jù)（捕捉使用低成本的掃描儀，例如Fuel3D和Structure Sensor）以及睡眠研究的生物數(shù)據(jù)（從睡眠診所獲取，或是通過郵購的睡眠診斷工具），API會將傳感器的數(shù)據(jù)發(fā)送到云端，然后將它們提交給仿真模擬和產(chǎn)品算法。我們還計劃使用熱量成像，用于判斷臉部組織的彈性。

    FIT（匹配）：我們現(xiàn)在正在建立基于云端的智能幾何平臺，用于面具優(yōu)化，在Grasshopper中動態(tài)連接流體分析和可變形身體模擬的更易型算法的。供應(yīng)商和病人可以調(diào)節(jié)美學(xué)和性能，找到最完美的“Fit”。最終，仿生算法會導(dǎo)出面具的彈性的資料，這將會成為像Neri Oxman的設(shè)計師很好的制作的作品的功能性應(yīng)用。

    PRINT（打印）：我們正在考慮要使用怎樣的打印機。我們的分裂式生產(chǎn)進程，Investment Molding™，結(jié)合了注射制模和硅樹脂以及其他熱固性塑料的失蠟鑄造。我們用材料3D打印出“模具”，可以創(chuàng)造出以前被認(rèn)為是“不能制�！钡牧慵�，打破傳統(tǒng)“模鍛斜度（draft angle）”“synclasticity”和“相鄰零件線（part lines）”的制模規(guī)則。

    3ders.org：你可以解釋更多關(guān)于這些是如何3D打印的嗎？
    Karpas：我們的制造合作伙伴Scicon Technologies為每一個面具打印出定制模具，使用3D Systems Visijet鑄造蠟和ProJet CPX機器。然后模具會填充醫(yī)療級硅膠。硅膠冷卻之后，模具的部分會在平臺上分解/溶化，然后熱固性塑料取代之。模具超過一半都可以保留和再次使用。得到的東西是柔軟的、修身款硅膠產(chǎn)品，擁有復(fù)雜的幾何和多個方面的定制。
    在我們的試驗中我們探索了多個不同機器和工具的使用，包括像Ecoflex PLA、Taubman 615、Ninjaflex、Polymakr Polyflex、Filaflex等的彈性物質(zhì)的使用，以及像MakerJuice SubFlex等不同樹脂，我們在多種機器上運行，包括Hyrel System 30、我們的Makerbot 2xUncia DLP和Form1。我們還使用了Objet Tango、3D Systems Polyjet Flex、Envisiontec Eshell和彈性塑料進行試驗，探索制作打印彈性產(chǎn)品的方式。

    3ders.org：大部分CPAP面具的價格？
    Karpas：傳統(tǒng)的CPAP面具的價格一般是在100至300美元的范圍，已經(jīng)包含了保險。而Scan•Fit•Print可以制造出成本效益高的、醫(yī)學(xué)上可證明的替代產(chǎn)品——而且我們已經(jīng)驗證了我們可以將我們的制造成本保持在可競爭的程度。但是，打印裝配線像3D Systems和Google的Project Ara一樣，可以大大地增加我們的利潤。這就是說，我們已經(jīng)在見證低成本的DLP方案正在正在進入市場，有可能幫助我們降低成本。MadeSolid便是一個例子，他們最近很好地發(fā)給我們他們的FireCast樹脂第一批的其中一份。我們正在開始運行我們的Investment Molding™實驗，在我們的Unica DLP中，僅僅以我們目前生產(chǎn)技術(shù)的一部分成本。

    3ders.org：你們對于CPAP面具在未來的計劃是什么？
    Karpas：定制面具市場已經(jīng)超出了CPAP治療，呼吸空間氧氣面罩和嬰兒面具對于我們的算法來說需要改變一些小步驟。然后再中期，Metamason計劃在其他其他范圍開發(fā)定制合身面具，先從軍事和市政應(yīng)用開始，接著是極限運動和運動員訓(xùn)練面具。再進一步，Investment Molding和Scan•Fit•Print可能會用于很多不同產(chǎn)品的大量定制的自動化。這樣，創(chuàng)造出擾亂我們已知的的批量生產(chǎn)的可能性。我們認(rèn)為在未來，Scan•Fit•Print平臺會成長為一個無處不在的工具，讓每一個人都可以通過使用嵌入智能手機的3D掃描技術(shù)而成為“metamason”，創(chuàng)造出定制的產(chǎn)品。Metamason在那樣的未來會占有重要的角色，因為我們?yōu)槎ㄖ苿?chuàng)造了參數(shù)算法，為基于3D打印的制造提供了新模式。

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